Полиэтиленимин(Товчхондоо PEI), CAS дугаар нь 9002-98-6 бөгөөд усанд уусдаг катион полимер юм. Үүний гол онцлог нь молекулын гинжин хэлхээ нь олон тооны амин бүлэг (анхдагч аминууд, хоёрдогч аминууд, гуравдагч аминууд)-аар баялаг юм. Энэ бүтэц нь түүний хүчтэй шүлтлэг чанар, өндөр урвалд орох чадвар, өвөрмөц физик-химийн шинж чанарыг тодорхойлдог. Полиэтиленимин нь олон салбарт орлуулшгүй хэрэглээний ач холбогдолтой.
I. Үндсэн мэдээлэл: Бүтэц ба ангилал
1. Химийн бүтэц
PEI-ийн давтагдах нэгж нь -CH₂CH₂NH- бөгөөд түүний молекулын гинжин хэлхээн дэх амин бүлгүүд нь хүчтэй катион шинж чанарыг (pKa≈10) өгдөг - төвийг сахисан эсвэл сул хүчиллэг нөхцөлд ч гэсэн амин бүлгүүд протонжиж болно (-NH₂→-NH₃⁺), энэ нь түүний усанд уусах чадвар, цогцолбор үүсгэх чадвар болон гадаргуугийн адсорбцийн гол эх үүсвэр юм.
Төрөл бүрийн бүтцийн дагуу тэдгээрийг үндсэндээ хоёр ангилалд хуваадаг:
Шугаман полиэтиленимин (L-PEI): Молекулын гинж нь шугаман бөгөөд хоёрдогч аминууд нь гол амин бүлэг (ойролцоогоор 90%) бөгөөд анхдагч ба гуравдагч аминуудын эзлэх хувь бага байна. Харьцангуй молекул массын тархалт нарийхан, цэвэршилт нь өндөр байна.
Салаалсан полиэтиленимин (B-PEI): Молекулын гинж нь олон тооны хажуугийн гинжийг агуулдаг бөгөөд анхдагч аминууд (≈25%), хоёрдогч аминууд (≈50%), гуравдагч аминууд (≈25%) нь тэнцвэртэй харьцаатай бөгөөд илүү өндөр урвалд ордог. Энэ нь үйлдвэрлэлд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг төрөл юм.
2. Гол физик шинж чанарууд
| Байгаль | Ердийн утга (салбарласан PEI) |
| Гадаад төрх | Цайвар шараас хүрэн өнгөтэй наалдамхай шингэн (бага молекул жинтэй) эсвэл хатуу (өндөр молекул жинтэй) |
| Усанд уусах чадвар | PEIус, этанол, метанол зэрэг туйлын уусгагч бодисуудад амархан уусдаг боловч туйлгүй уусгагч бодисуудад уусдаггүй |
| Молекул жингийн хүрээ | Хэдэн зуугаас хэдэн зуун мянга хүртэл (ихэвчлэн 1,000-25,000 Да) |
| Нягт (25℃) | 1.05-1.10 г/см³ |
| Хугарлын илтгэгч (25℃) | 1.50 ~ 1.52 |
| Хордлого | Бага молекул жинтэй PEI нь харьцангуй бага хоруу чанартай байдаг бол өндөр молекул жинтэй/салаалсан PEI нь эсэд тодорхой хэмжээний цитотоксик нөлөө үзүүлдэг. |
II. Үндсэн онцлогууд: PEI-г яагаад өргөн хэрэглэдэг вэ?
Хүчтэй катион шинж чанар ба комплекс үүсгэх чадвар: Протонжуулалтын дараа амин бүлэг нь эерэг цэнэгтэй бөгөөд сөрөг цэнэгтэй бодисууд (ДНХ, РНХ, анионы будагч бодис, шавар, металлын ионууд гэх мэт)-тай тогтвортой комплекс үүсгэж чаддаг бөгөөд энэ нь генийн хүргэлт, ус цэвэршүүлэлт, металлын адсорбци дахь үйлчлэлийн гол механизм юм.
Өндөр урвалд орох чадвар: Амин бүлгүүд (ялангуяа анхдагч аминууд) нь янз бүрийн урвалд (жишээлбэл, Майклын нэмэлт, эпокси цагираг нээх, ацилизаци, хөндлөн холбоос үүсгэх урвал) оролцож, материалын гадаргууг функциональ болгох хөндлөн холбоос үүсгэгч болон хувиргагч болгон ашиглаж болно.
Усанд уусах чадвар ба хальс үүсгэх шинж чанар: Усанд сайн уусах чадвар нь боловсруулахад хялбар болгодог. Хатаасны дараа нягт хальс үүсгэж болох бөгөөд хальс нь тодорхой наалдамхай болон саад тотгорын шинж чанартай байдаг.
Хүчтэй шүлтлэг чанар: Молекул дахь олон тооны амин бүлгүүд нь түүний усан уусмалыг хүчтэй шүлтлэг (рН≈10-12) болгодог бөгөөд хүчиллэг бодисуудтай саармагжуулах урвалд орж чаддаг.
III.Полиэтилениминыг юунд ашигладаг вэ(Эрэлтийн хувилбаруудаар ангилсан
1. Биоанагаахын салбар (Гол: Генийн хүргэлтийн векторууд
PEI нь одоогоор хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг вирусын бус генийн векторуудын нэг юм.
Зарчим Катион PEI болон анион ДНХ/РНХ нь электростатик харилцан үйлчлэлээр дамжуулан "PEI-нуклейн хүчлийн цогцолбор" үүсгэдэг бөгөөд энэ нь нуклейн хүчлийг нуклеазагаар задрахаас хамгаалаад зогсохгүй эндоцитозоор дамжуулан эсэд нэвтрэх боломжийг олгодог. Түүнчлэн, PEI-ийн "протон хөвөнгийн нөлөө" (протонжуулалтын дараа эсийн доторх протоныг шингээх) нь цэврүүний урагдал үүсэхийг өдөөж, нуклейн хүчлүүдийг цитоплазм руу ялгаруулалтыг дэмждэг;
Хэрэглээ: Генийн эмчилгээ (хавдар болон удамшлын өвчний генийг хүргэх гэх мэт), нуклейн хүчлийн вакцин хүргэх, эсийн трансфекцийн туршилт (лабораторид түгээмэл хэрэглэгддэг PEI трансфекцийн урвалж);
Тайлбар: Өндөр молекул жинтэй PEI нь харьцангуй өндөр цитотоксик шинж чанартай байдаг. Одоогийн байдлаар бага хоруу чанартай өөрчлөгдсөн PEI (peG-өөрчлөгдсөн PEI болон хөндлөн холбоос бүхий PEI нано хэсгүүд гэх мэт)-ийг боловсруулсан.
2. Ус цэвэршүүлэх салбар (Гол: Флокулянт, Адсорбент)
Флокулянт: Катионы шинж чанарПолиэтиленимин PEIУсанд байгаа сөрөг цэнэгтэй түдгэлзүүлсэн тоосонцорыг (элс, органик бодис, бактери гэх мэт) саармагжуулж, бөөмсийг нэгтгэж, тунахад хүргэдэг. Энэ нь ундны ус цэвэршүүлэх, үйлдвэрийн бохир усыг цэвэрлэх (хэвлэх, будах, цаас үйлдвэрлэх гэх мэт), ялангуяа булингартай, органик бодисын агууламж өндөртэй бохир усыг цэвэрлэхэд тохиромжтой.
Адсорбент Полиэтиленимин PEI-ийн амин бүлэг нь хүнд металлын ионууд (Cu²⁺, Ni²⁺, Cr⁶⁺, Pb²⁺ гэх мэт)-тай координация холбоо үүсгэж, үйлдвэрийн бохир уснаас хүнд металлыг зайлуулахад ашиглаж болно. Мөн адсорбцийн чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд полиэтилениминээр өөрчилсөн адсорбцийн материал (PEI-идэвхжүүлсэн нүүрс, PEI-нано ширхэг гэх мэт) болгон хийж болно.
3. Материалын гадаргуугийн өөрчлөлтийн талбар (Гол: Функциональ өөрчлөлт)
Цаас/Шилэн материалын өөрчлөлт: Полиэтиленимин PEI аргаар цаасыг боловсруулснаар түүний чийгийн бат бөх чанар, усны эсэргүүцэл болон хэвлэх чадварыг сайжруулж (шилэн материалын гадаргуу дээрх гидроксил бүлгүүдтэй хөндлөн холбоос үүсгэх замаар), мөн тусгай цаас (сав баглаа боодлын цаас, шүүлтүүрийн цаас гэх мэт) үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Металл гадаргуугийн боловсруулалт: Полиэтиленимин нь металлын гадаргуу дээр хамгаалалтын хальс үүсгэж, металлын зэврэлтээс хамгаалах чадварыг нэмэгдүүлэхээс гадна металл бүрхүүлийн наалдацыг дэмжигч болж чаддаг.
Полимер материалын өөрчлөлт: PEI нь полимерүүдийн нийцтэй байдал болон наалдацыг сайжруулах (жишээлбэл, полиуретан ба эпокси давирхайг хөндлөн холбоосоор өөрчлөх) эсвэл материалын гидрофил чанарыг сайжруулах (жишээлбэл, PEI-ээр өөрчилсөн полиолефины хальс) зорилгоор хөндлөн холбоос үүсгэгч эсвэл нийцүүлэгч болгон ашигладаг.
4. Бусад үйлдвэрлэлийн хэрэглээ
Цавуу болон чигжээс: PEI-ийн амин бүлэг нь альдегид, изоцианат гэх мэттэй хөндлөн холбоосын урвалд орж, усан суурьтай цавууг хатаах бодис болгон ашиглаж болно. Полиэтиленимин нь мод, цаас, металлыг холбоход ашиглагддаг бөгөөд өндөр холболтын бат бэх, усны сайн эсэргүүцэлтэй байдаг.
Будагч бодис болон пигментийн үйлдвэрлэл: Полиэтиленимин PEI-ийг катион будагч бодисыг (ялангуяа хөвөн, торго зэрэг байгалийн гаралтай ширхэгийг будахад) бэхлэгч болгон ашиглаж, будагч бодисын наалдац болон угаах чадварыг сайжруулж болно; Полиэтилениминийг мөн пигментийн бөөгнөрөл үүсэхээс урьдчилан сэргийлэх пигмент тараагч болгон ашиглаж болно.
Газрын тос олборлолт: PEI нь газрын тосны ордын усыг цэвэршүүлэхэд (ус хаах болон профайлыг хянах бодис гэх мэт), эсвэл өрөмдлөгийн шингэний тогтвортой байдлыг сайжруулахын тулд өрөмдлөгийн шингэний нэмэлт болгон ашигладаг.
Молекул жин (бага молекул жин, бага хоруу чанар; өндөр молекул жин, өндөр идэвхжил), бүтэц (шугаман ба салаалсан) болон өөрчлөлтийн аргууд (peG-илизаци, хөндлөн холбоос ба нийлмэл бодис)-ийг тохируулах замаарполиэтиленимин, өндөр зэрэглэлийн салбарт (тухайлбал, зорилтот эмийн хүргэлт болон тусгай функциональ материал) хэрэглэх хүрээг цаашид өргөжүүлж болно.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 11-р сарын 21